JS中的算法与数据结构之集合(Set)实例详解

(编辑：jimmy 日期: 2024/11/17 浏览：3 次 )

本文实例讲述了JS中的算法与数据结构之集合(Set)。分享给大家供大家参考，具体如下：

集合(Set)

同数学中所学的一样，集合(Set)是由一组无序但彼此之间又有一定关系性的成员构成，每个成员在集合中只能出现一次，不同于我们之前说的字典，链表之类的，它是一种包含了不同元素的数据结构(集合中的元素称为成员)，从其定义中我们可以看出它具有两个很重要的特征：首先，集合中的成员是无序的，其次，集合中的成员是不相同的，即集合中不存在相同的成员。

实际上，很多编程语言中，集合并不是一种数据类型，但是如果你需要创建一个数据结构用来保存一些独一无二的元素时，集合就变得很有用了，接下来我们一起来看看JS中如何实现一个集合。

集合的定义

我们要实现一个集合，首先要对其一些定义做了解

不包含任何成员的集合称为空集，包含一切可能成员的集合称为全集。
如果两个集合里的成员都完全相同，则称两个集合相等。
如果一个集合所有成员都包含于另一个集合，则前一集合称为后一集合的一个子集。

集合的操作

通常来说，集合的基本操作有以下三种：

并集：将两个集合中的成员进行合并，得到一个新的集合
交集：将两个集合中共同存在的成员组成的一个新的集合
补集：属于一个集合而不属于另一个集合的成员组成的新的集合

集合的实现

集合（Set）的实现我们这里基于数组，用数组来存储数据，根据我们之前学习的以及上面提到的一些方法，我们可以将集合的构造函数定义如下（为了区别ES6的 set 类型，我们这里选择用 MySet 命名）：

//构造函数

function MySet () {
  this.dataStore = [];      // 数据存储
  this.add = add;         // 添加成员
  this.remove = remove;      // 删除成员
  this.size = size;        // 集合元素个数
  this.union = union;       // 集合求并集
  this.intersect = intersect;   // 集合求交集
  this.subset = subset;      // 判断一个集合是否是另一集合的子集
  this.difference = difference;  // 集合求补集
  this.contains = contains;    // 判断某成员是否属于该集合
  this.show = show;        // 显示当前集合
}

我们第一个要实现的方法就是向集合中添加一个成员，即 add 方法

add：向集合中添加一个成员

//添加元素

function add (data) {
  //判断元素是否存在集合当中
  if( this.dataStore.indexOf( data ) < 0 ){
    this.dataStore.push(data);
    return true;
  }else{
    console.warn( 'Can not add ' + data + ', must already be in set');
    return false;
  }
}

我们之前提到，集合中的元素是独一无二的，因此，我们在将数据存储到数组之前，首先就是要确保该集合不存在该数据，因此，我们先用 indexOf 方法检查新加入的元素是否存在，如果找到了就返回该成员在数组中的位置；否则，就返回 -1 ，那么对应的 add 方法就可以定义返回布尔值，添加成功我们返回 true ，否则返回 false ，这样就可以明确告诉我们是否正确的插入了一个元素。

remove：删除集合中某个成员

//删除元素

function remove (data) {
  //判断元素是否存在集合当中
  var pos = this.dataStore.indexOf(data);
  if( pos > -1 ){
    this.dataStore.splice(pos,1);
    return true;
  }else{
    console.warn( data + ' is not in set');
    return false;
  }
}

这里，我们顺理成章的实现了删除方法，它跟 add 方法很类似，首先要检查待删除元素是否存在于数组中，如果存在，我们调用数组的 splice() 方法删除该元素并返回 true ，否则，直接返回 false ，表示集合中不存在该元素。

现在，我们可以完成集合的添加和删除，要测试这些方法之前，我们首先得定义 show 方法，该方法用来显示集合中的成员，该方法的实现很简答，只需返回我们定义的数组即可：

var fruits = new MySet(); // 添加成员 fruits.add('Apple'); fruits.add('Banana'); fruits.add('Pear'); fruits.show(); // ["Apple", "Banana", "Pear"] // 添加重复成员 fruits.add('Apple'); // Can not add Apple, must already be in set // 删除成员 fruits.remove('Banana'); fruits.show(); // ["Apple", "Pear"] // 删除不存在的成员 fruits.remove('Banana'); // Banana is not in set

//求集合的并集 function union ( set ) { var tempSet = new MySet(); for( var i = 0 ; i < this.dataStore.length ; i++ ){ tempSet.add(this.dataStore[i]); } for( var i = 0 ; i< set.dataStore.length ; i++ ){ if( !tempSet.contains(set.dataStore[i])){ tempSet.dataStore.push(set.dataStore[i]); } } return tempSet; }

var fruits1 = new MySet(); fruits1.add('Apple'); fruits1.add('Banana'); fruits1.add('Pear'); var fruits2 = new MySet(); fruits2.add('Grape'); fruits2.add('Banana'); fruits2.add('Pear'); fruits2.add('Orange'); var union = fruits1.union( fruits2 ); union.show(); // ["Apple", "Banana", "Pear", "Grape", "Orange"]

//求集合的交集 function intersect (set) { var tempSet = new MySet(); for(var i = 0 ; i < this.dataStore.length ; i++ ){ if( set.contains(this.dataStore[i])){ tempSet.add(this.dataStore[i]); } } return tempSet; }

//子集判断 function subset (set) { if( this.size() > set.size() ){ console.log('not a subset'); return false; }else{ for ( var i = 0 ; i < this.dataStore.length ; i++ ){ if( !set.contains(this.dataStore[i])){ console.log('not a subset'); return false; } } } console.log(' a subset'); return true; }

var fruits3 = new MySet(); fruits3.add('Apple'); fruits3.add('Banana'); fruits3.add('Pear'); fruits3.add('Grape'); fruits3.add('Orange'); //子集判断 fruits1.subset( fruits2 ); // not a subset fruits2.subset( fruits2 ); // a subset fruits1.subset( fruits3 ); // a subset

//补集 function difference (set) { var tempSet = new MySet(); for( var i = 0 ; i < this.dataStore.length ; i ++ ){ if( !set.contains(this.dataStore[i])){ tempSet.dataStore.push( this.dataStore[i] ); } } return tempSet; }